【正文】 自己的一片 美好天地，才能為自己未來的發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)！ 3 2 整體方案設(shè)計 整體方案 系統(tǒng)分析 基于單片機的恒溫 控制系統(tǒng)主要包含 單片機、 溫度采集 電路 、 輸入控制電路、時鐘電路、 復(fù)位電路 、顯示電路、蜂鳴器報警電路、繼電器控制加熱和制冷電路等電路。 本 恒溫 控制系統(tǒng)以單片機的控制為核心，實時監(jiān)測環(huán)境的溫度，并設(shè)定了這個參數(shù)的上下限定值， 并且 具有相應(yīng)的報警系統(tǒng)，當(dāng)超過設(shè)定的限定值時，單片機控制報警系統(tǒng)進行報警，而且同時驅(qū)動繼電器打開相應(yīng)的開關(guān)使相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)運行。因此 我們 需要對單片機進行擴展和開發(fā)，來形成整個單片機 的 溫度控制系統(tǒng)。 本課程設(shè)計的主要內(nèi)容和意義 ......................................1 2 整體方案設(shè)計 整體方案 ........................................................3 系統(tǒng)分析 ......................................................3 系統(tǒng)功能劃分 ..................................................3 方案 選擇 ........................................................3 單片機 選擇 ....................................................3 鍵盤電路 選擇 ..................................................5 顯示電路選擇 ..................................................5 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 選擇 ................................................5 其它器件選擇 ..................................................5 軟件程序選擇 ..................................................5 3 硬件設(shè)計 89C52 單片機簡介 ................................................7 硬件電路設(shè)計概述 ................................................8 時鐘電路 設(shè)計 ....................................................9 復(fù)位電路設(shè)計 ....................................................9 按鍵 輸入 電路設(shè)計 ...............................................10 蜂鳴器報警電路設(shè)計 .............................................11 繼電器控制加熱電路設(shè)計 .........................................12 繼電器控制制冷電路設(shè)計 .........................................13 溫度采集電路設(shè)計 ...............................................14 LED 數(shù)碼管顯示電路設(shè)計 ........................................16 IV 4 系統(tǒng)軟件程序設(shè)計 主程序設(shè)計 .....................................................18 模數(shù) 轉(zhuǎn)換器子程序 設(shè)計 ...........................................20 數(shù)碼管顯示子程序 設(shè)計 ...........................................20 中斷子程序 設(shè)計 .................................................21 5 系統(tǒng)調(diào)試 Keil 軟件 調(diào)試 ..................................................23 Protues 軟件調(diào)試 ...............................................25 Protues 軟件 仿真 ...............................................29 6 總結(jié)與展望 .....................................................33 致 謝 ............................................................35 參考文獻 .........................................................36 附錄 1 電路原理圖 ...............................................37 附錄 2 程序清單 ..................................................38 1 1 緒論 本課程設(shè)計的背景 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，溫度是常用的主要被控參數(shù) ，任何化學(xué)反應(yīng) 和物理變化過程都與溫度息息 相關(guān)，因此溫度控制是生產(chǎn)自動化的重要任務(wù)。 本設(shè)計的 基于單片機的 恒溫 控制系統(tǒng)，采用 INTEL 公司推出的 MCS51系列單片機89C52為控制核心， 具有 靈活設(shè)定溫度上下限、超限報警 、 自行調(diào)節(jié)溫度、 置位復(fù)位 及數(shù)字顯示 等功能 。 ADC0808 將 采集 的模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字 信號送給單片機，單片機對信號進行相應(yīng)處理， 當(dāng) 溫度 超過設(shè)定的限定值時，單片機控制報警系統(tǒng)進行報警， 同時驅(qū)動繼電器打開相應(yīng)的開關(guān)使相應(yīng)的執(zhí)行機構(gòu)運行 ， 通過控制繼電器控制外部加熱裝置 或 制冷裝置 使 環(huán)境溫度處于設(shè)定 的 溫度上下限范圍 之 內(nèi) ， 并把溫度 數(shù)據(jù)送至 LED 顯示，從而實現(xiàn) 恒溫 控制的目的。 單片機是一種集 中央處理器 、 只 讀存儲器 、 隨機存儲器 、 輸入輸出 接口和中斷系統(tǒng)等部分于一體的器件， 我們 只需要外加 電源 和 晶振 就可實現(xiàn)對數(shù)字信息的 控制 和 處理 。 在很久以前 人們使用溫度計來采集溫度，通過人工操作加熱、通風(fēng)和降溫設(shè)備來控制溫度，這樣 不僅 控制精度低 ，而且操作人員的勞動強度大。 本 論文 的設(shè)計理念緊扣時代 的 步伐，順應(yīng)當(dāng) 今世界科技發(fā)展的潮流。 硬件 部分 主要包括 單片機 、溫度采集電路 、 輸入控制電路、 時鐘電路、 復(fù)位電路、 顯示 電路、 蜂鳴器報警電路、繼電器控制 加熱和制冷 電路等 ， 其中最主要的部分是單片機控制電路，基于不同型號的單片機可以有不同的功能，選擇不同的單片機會有不同 的硬件設(shè)計方案。 方 案一：選擇獨立式鍵盤 在 獨立式鍵盤中，各按鍵 互相 獨立，每個按鍵各接一根輸入線，每根輸入線上的按鍵工作狀態(tài)不會影響其它輸入線上的工作狀態(tài)。因此，各按鍵彼此將 互相 影響，所以必須將 列 、 行 線信號配合起來并作 適當(dāng) 的處理，才 可以 確定閉合鍵的位置。但由于只需顯示四位溫度值，信息量比較少，且由于液晶是以點陣的模式顯示各種符號，需要利用控制芯片創(chuàng)建字符庫，編程工作量 較 大，控制器資源占用較多，其成本也偏高。 ADC0832 模數(shù)轉(zhuǎn)換器只適應(yīng)一般的模擬量轉(zhuǎn)換，而 ADC0808 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 有可控三態(tài)輸出的 ADC 芯片允許輸出線與微機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線直接相連，并在轉(zhuǎn)換結(jié)束后利用讀數(shù)信號 RD 選通三態(tài)門，將轉(zhuǎn)換結(jié)果送 至 總線。 在本次設(shè)計中，出于對 C語言 具有 編程 開發(fā)周期短 、 可讀性好 、 可移植性 強和修改方便等 優(yōu)點 來 考慮， 我 選擇編寫 C 語言程序。 功能強大的 89C52 單片機 能夠 為 用戶 提供 很 多 比 較復(fù)雜 的系統(tǒng)控制應(yīng)用場合。但是在訪問片外數(shù)據(jù)存儲器的時候， ALE 脈沖會跳空一個，那此時作為時鐘輸出就不合適了。 XTAL2： 來自反向振蕩器的輸出。石英晶體選擇 12MHz，選擇不同的石英晶體，其結(jié)果只是機器周期不 相 同 [5]。由于單片機是高電平復(fù)位，所以 當(dāng) 上電復(fù)位 的時候 ，接通電源 就可以了 ， 在 上電以后 ，電容 C1 開始 緩慢 充電， 由圖我們可以看到 電路由電源到電容和地之間形成一個通 路，由于在 電阻 R1 上產(chǎn)生 了 電壓降， 那么 單片機的 RST 腳 為高電平，經(jīng)過一段時間后電容的電充滿，此時 電容 C1 處可視為斷路，單片機 RST 腳處電壓逐漸降為 0V，即處于穩(wěn)定的低電平狀態(tài)， 這時 單片機 就 完成 了 上電復(fù)位，程序從 0000H 開始執(zhí)行。 蜂鳴器報警電路設(shè)計 根據(jù) 設(shè)計 的 要求，當(dāng)溫度 高于上限 或 低于下限時，應(yīng) 當(dāng) 具有報警功能。 當(dāng)測量 的溫度低于設(shè)定的溫度下限時， 單片機控制端 給三極管 Q7基級一個高電平， 單片機控制端 給三極管 Q6基極一個 高 電平 ，三極管 Q6 和 Q7均 導(dǎo)通， 發(fā)光二級管 D2和 D4 發(fā)紅光， 兩個 線圈 都 有電流流過，繼電器 RL1和 RL2 均 閉合 ，此時 OVEN 裝置兩端加上正向電壓，裝置開始加熱 。 當(dāng)測量 的溫度 高于 設(shè)定的溫度 上 限時，單片機控制端 給三極管 Q7基級一個高電平，單片機控制端 給三極管 Q6基極一個 低 電平 ，三極管 Q7 導(dǎo)通， 三極管 Q6 截止， 發(fā)光二級管 D4發(fā)紅光， 發(fā)光二極管 D5發(fā)綠光，繼電器 RL1 的 線圈有電流流過 ， 繼電器 RL1 閉合， 而繼電器 RL2 繼續(xù)保持斷開，此時 OVEN 裝置兩端加上 反向 電壓，裝置開始 制冷 。 本設(shè)計的溫度采集電路如圖 所示： 圖 溫度采集 電路 示意圖 工作過程：把電熱爐的輸出通過電阻分壓轉(zhuǎn)換成 0～ 5V 的模擬信號輸入到IN0 引腳，然后經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后，數(shù)字信號從 D0～ D7 引腳輸出送給單片機，單片機再對信號進行相應(yīng)處理。若內(nèi)部 8 個發(fā)光二極管的陽極 連在一起接電源正極，就稱為共陽極數(shù)碼管；若 8個發(fā)光二極管的陰極連在一起接地，則稱為共陰極數(shù)碼管。 數(shù)碼管用于顯示測量的實際溫度值，設(shè)定的溫度上限值以及設(shè)定的溫度下限值。 本 系統(tǒng)程序主要包括以下幾個部分：主程序（ ）、按鍵掃描子程序（ ）、 模數(shù) 轉(zhuǎn)換器 子程序（ ）、數(shù)碼管顯示子程序（ ）、中斷子程序 [16]。右擊【 Project Workplace】中的【 Target 1】，選擇【 Options for Target ‘ Target 1’ 】彈 出參數(shù)設(shè)置對話框，如圖 所示： 設(shè)置頻率為12HZ。系統(tǒng)仿真電路圖如圖 ： 26 圖 基于單片機 的恒溫控制系統(tǒng) 仿真電路圖 根據(jù) 前面章節(jié)的設(shè)計，配置元器件的參數(shù)。 觀察現(xiàn)象是否符達到預(yù)期結(jié)果。在預(yù)期目標(biāo)中，這個 恒溫系統(tǒng) 應(yīng)該能夠 精確地 自行調(diào)節(jié)環(huán)境溫度，即當(dāng)溫度超過設(shè)定溫度上限 時，恒溫 系統(tǒng)自動連接降溫裝置啟動以調(diào)節(jié)環(huán)境溫度降溫，使環(huán)境溫度降到設(shè)定溫度上限值以下；當(dāng)溫度低于設(shè)定的溫度下限時， 恒溫 系統(tǒng)自動連接升溫裝置啟動 以調(diào)節(jié)環(huán)境溫度升溫， 使得環(huán)境溫度 升到 溫度下限值 以上 。因此，單片機的學(xué)習(xí)、 應(yīng)用 與 開發(fā) 將造就一批 單片機 智能化控制的 工程 技術(shù)人員 、 科研工作者 。國外品牌進入國內(nèi)，沿用國外管理方式，人員開支巨大，無形 之中加大了產(chǎn)品成本，使其價格與國內(nèi)知名品牌價格相差甚多，無疑使其競爭力大打折扣。 耿 老師 治學(xué)嚴謹，學(xué)識淵博，平易近人，在 教學(xué)期間以及指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計期間， 不僅傳授了 我 做學(xué)問的秘訣，還傳授了 我 做人的準(zhǔn)則 ， 這些都使我終生受益。 學(xué)無止境 ， 明天， 我將更加努力，更加完美 。//digx 數(shù)碼管要顯示的數(shù)據(jù)，在 中聲明的外部變量 uint dig3_u,dig2_u,dig1_u,dig0_u。 void main(void) { T1_Inital()。 39 while(1) { if(KeyScan())KeyCtrl()。//顯示第三個數(shù)碼管的數(shù)據(jù) /******************溫度傳感器 DS18B20 采集 ***************/ // temp=tvalue。的誤差之類 buzzer=1。 } } } } /***********按鍵控制函數(shù)，模式、加、減 ***********/ void KeyCtrl() { if(key)//key 是外部變量，在掃描的時候改變，在退出這個函數(shù)前清零，否則會一直保持控制，閃啊閃的 { switch(key)//判斷